具有能量回收的液压风扇回路.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201180056114.2

申请日:

2011.11.14

公开号:

CN103228932A

公开日:

2013.07.31

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):F15B 13/044申请公布日:20130731|||公开

IPC分类号:

F15B13/044; E02F9/22; F15B21/08

主分类号:

F15B13/044

申请人:

卡特彼勒公司

发明人:

B·E·尼尔松; J·T·彼得森; J·L·库恩

地址:

美国伊利诺伊州

优先权:

2010.11.23 US 12/953,011

专利代理机构:

北京市中咨律师事务所 11247

代理人:

牛晓玲;吴鹏

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内容摘要

公开了一种液压风扇回路(10)。该液压风扇回路可以具有主泵(14)、马达(18)、连接到所述马达并且由该马达驱动的风扇(20)、以及连接到所述马达和风扇中的一个并且由其驱动的飞轮(28)。所述液压风扇回路还可以具有从所述主泵延伸到所述马达的供应通道(26)、从所述马达延伸到所述主泵的返回通道(24)、以及配置成选择性地将所述供应通道连接到低压贮槽(22)的换向阀(66)。

权利要求书

1.   一种液压风扇回路(10),包括:
主泵(14);
马达(18);
连接到所述马达并且由所述马达驱动的风扇(20);
连接到所述马达和风扇中的一者并且由其驱动的飞轮(28);
从所述主泵延伸到所述马达的供应通道(26);
从所述马达延伸到所述主泵的返回通道(24);以及
配置成选择性地将所述供应通道连接到低压贮槽(22)的换向阀(66)。

2.
   根据权利要求1所述的液压风扇回路,还包括:
与所述主泵关联的排量致动器(58);
配置成生成先导流体流的供给泵(38);
排量控制阀(60),其配置成控制流向所述排量致动器的所述先导流体流以影响所述排量致动器的移动方向;以及
压力控制阀(64),其配置成控制先导流体的压力以影响所述排量致动器的移动量。

3.
   根据权利要求2所述的液压风扇回路,其中,所述排量控制阀和压力控制阀是电磁控制阀,所述液压风扇回路还包括与所述换向阀、排量控制阀和压力控制阀通信的控制器,所述控制器配置成:
当所述主泵驱动所述马达时控制所述排量控制阀和压力控制阀以基于感测到的发动机参数调节主泵的排量;以及
当所述马达驱动所述主泵时控制所述排量控制阀和压力控制阀以基于操作模式调节主泵的排量。

4.
   根据权利要求3所述的液压风扇回路,还包括与所述排量控制阀流体连通的先导安全阀(54)。

5.
   根据权利要求4所述的液压风扇回路,还包括压力解算器(52),其配置成将供应通道和返回通道中具有较高压力的一者与所述先导安全阀流体连通。

6.
   根据权利要求4所述的液压风扇回路,还包括与所述排量控制阀流体连通的降压阀(64)。

7.
   根据权利要求3所述的液压风扇回路,还包括:
设置在供应通道与返回通道之间的至少一个补充阀(36);以及
设置在供应通道与返回通道之间的至少一个减压阀(44)。

8.
   根据权利要求7所述的液压风扇回路,还包括与所述至少一个减压阀和所述排量控制阀流体连通的限压阀(50)。

9.
   一种从液压风扇回路(10)回收能量的方法,包括:
产生机械输出以使流体增压;
引导所述增压流体以产生空气流;
动力地存储来自所述增压流体的过剩的能量;以及
在对所述空气流的需求减少时选择性地释放所存储的能量以驱动所述机械输出。

10.
   根据权利要求9所述的方法,还包括:
当过剩的能量被存储时基于感测到的发动机参数调节泵排量;以及
当存储的能量被释放时基于操作模式调节泵排量。

说明书

具有能量回收的液压风扇回路
技术领域
本发明总体涉及一种液压风扇回路,更特别地涉及具有能量回收的液压风扇回路。
背景技术
由发动机驱动的机器,比如推土机、装载机、挖掘机、平路机以及其他类型的重型设备,一般包括冷却系统,该冷却系统将相关联的发动机以及其他机器元件冷却到延长机器寿命的阈值以下。该冷却系统由一个或多个空气对空气或液体对空气热交换器组成,所述热交换器将循环过发动机的冷却剂或被引导到发动机中的燃烧空气变冷。来自于冷却剂或燃烧空气的热量从风扇通到空气,所述风扇基于发动机和/或相关的液压系统的温度是速度受控的。
冷却系统风扇一般是通过液压提供动力的。即由发动机驱动的泵抽入低压流体并且将该流体以升高的压力排到连接到风扇的马达。当发动机的温度高于所需的温度时,所述泵和马达一起工作来增加风扇的速度。当发动机的温度低时,泵和马达一起工作以降低风扇的速度,在一些情况下,甚至完全使风扇停止。在一些条件下,甚至可以使风扇反转使得通过热交换器的空气流也反向以有助于驱逐出聚集在热交换器中的垃圾。
尽管在冷却发动机方面是有效的,但是已经发现驱动上述冷却风扇的液压回路有时可能具有没被使用或者甚至被浪费的过剩的容量。随着对环境越来越关注,尤其是对机器燃料消耗的关注,充分使用所有的资源越来越重要。
在2010年2月9日授权给Smith等人的美国专利No.7,658,065(“’065专利”)中描述了一种改进液压回路效率的尝试。具体地,’065专利描述了一种液压回路,其具有液压致动器、配置成从贮槽抽取低压流体并且将增压的流体排到所述致动器的主泵、以及配置成接收从所述致动器返回到贮槽的废物流体的贮槽内能量回收装置。该能量回收装置由返回的废物流体驱动以将低压装载流体供应到所述主泵,从而减少由所述主泵执行的工作。飞轮连接到所述能量回收装置以动力地存储从返回的废物流体获得的能量并且选择性地将存储的能量供应回能量回收装置。
尽管’065专利的能量回收装置可以改进相关的液压系统的效率,但是其可以增加系统的成本并且具有有限的实用性。即,该能量回收装置是仅执行能量回收功能的附加元件。象该能量回收装置一样的专用装置增加了系统的成本。此外,该能量回收装置是仅针对开路系统示出并描述的。
所公开的液压风扇回路旨在克服上面所述的一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。
发明内容
在一个方面中,本发明涉及一种液压风扇回路。该液压风扇回路可以包括主泵、马达、连接到所述马达并且由该马达驱动的风扇、以及连接到所述马达和所述风扇的其中一个并且由其驱动的飞轮。该液压风扇回路还可以包括从所述主泵延伸到所述马达的供应通道、从所述马达延伸到所述主泵的返回通道、以及配置成选择性地将所述供应通道连接到低压贮槽的换向阀。
在另一个方面中,本发明涉及另一种液压风扇回路。该液压风扇回路可以包括主泵、以闭路构型连接到所述主泵并且由该主泵驱动的马达、以及连接到所述马达并且由该马达驱动的风扇。所述液压风扇回路还可以包括换向阀,该换向阀可移动以在所述马达驱动所述主泵时选择性地将所述马达和主泵的连接构型从闭路变化到开路。
在又一个方面中,本发明涉及一种从液压风扇回路回收能量的方法。该方法可以包括产生机械输出以对流体增压,以及引导增压流体以产生空气流。该方法还可以包括动力地存储来自于增压流体的过剩的能量,以及在对空气流的需求减小时选择性地释放所存储的能量以驱动所述机械输出。
附图说明
图1是示例性公开的挖掘机的插图;
图2是可以与图1的挖掘机一起使用的示例性公开的液压风扇回路的示意图;以及
图3是可以与图1的挖掘机一起使用的另一示例性公开的液压风扇回路的示意图。
具体实施方式
图1示出了在工地110实施特殊功能的示例性机器100。机器100可实施为固定的或者移动的机器,具有与诸如采矿、建筑、耕种、运输、发电、石油和天然气之类的工业或者本领域中公知的任何其他工业相关的特殊功能。例如,机器100可以是土方机械,比如图1中绘出的挖掘机,其中该特殊功能包括从工地110移除泥土材料,将工地110的几何形状变成期望的形式。机器100可以替代性地实施为不同的土方机械(比如平地机或者轮式装载机)或者非土方机械(比如客车、固定式发电机组或者泵送机构)。机器100可以实施为任何合适的操作执行机器。
机器100可以装备有便于机器100在工地110操作的多个系统,例如工具系统120、驱动系统130、以及向工具系统120和驱动系统130提供动力的发动机系统140。在大多数任务执行期间,可以将来自于发动机系统140的动力在工具系统120与驱动系统130之间不均地/不成比例地分割。即,机器100一般可以在挖掘地点之间行进并且主要向驱动系统130提供动力,或者驻停在挖掘地点并且通过主要向工具系统120提供动力来主动地移动材料。机器100一般不会以高速行进并同时用工具系统120主动地移动大负荷的材料。因此,可以将发动机系统140的尺寸确定成提供足够的动力以满足工具系统120或驱动系统130的最大需求,但不能同时满足。尽管对于大多数情形已经足够,但是存在机器系统的总的动力需求(例如来自于工具系统120和/或驱动系统130)超出发动机系统140的动力供应能力的情况。发动机系统140可以配置成回收在这些情况中存储的能量以暂时增加其供应能力。如果需要,该额外的供应能力通过允许选择性地减少发动机系统140产生的动力还可以或者替代性地用于减少发动机系统140的燃料消耗。
如图2中所示,发动机系统140可以包括装备有液压风扇回路10的热力发动机/热机12。热力发动机12可以实施为内燃机,例如柴油、汽油或者气态燃料提供动力的发动机。液压风扇回路10可以包括由发动机12提供动力的一系列元件来冷却发动机12。具体地,液压风扇回路10可以包括直接连接到发动机12的机械输出件16的主泵14、以闭路配置流体连接到主泵14的马达18、以及连接到马达18的风扇20。发动机12可以经由机械输出件16驱动主泵14以抽入低压流体并以升高的压力排出该流体。马达18可以接收增压流体并将增压流体转化成驱动风扇20以产生空气流的机械动力。空气流可以用于通过热交换器(未示出)直接或间接地冷却发动机12。
主泵14可以是由发动机12驱动以使流体增压的偏心泵、变量泵或变量输送泵。例如,主泵14可以实施为转动或活塞驱动泵,其具有经由机械输出件16连接到发动机12的曲轴(未示出)使得发动机12的输出转动导致主泵14的相应的泵送运动。主泵14的泵送运动可以起到经由返回通道24从马达18抽入低压流体并且以升高的压力将所述流体经由供应通道26排出到马达18的功能。主泵14可以专用于经由供应通道26仅向马达18供应增压流体或者替代性地,如果需要还可以向与发动机12或机器100关联的其他液压回路(未示出)供应增压流体。类似地,主泵14可以专用于经由返回通道24仅从马达18抽取低压流体或者替代性地,如果需要还可以从与发动机12或机器100关联的其他液压回路(未示出)抽入低压流体。应该指出的是,在一些情况下,主泵14和马达18可以以反向流动方向操作,在这些情况下,可以使返回和供应通道24,26内的流体压力反向。
马达18可以包括能够通过作用在被动元件(未示出)(例如叶轮或活塞)上的压力的不平衡实现运动的定量转动式或活塞式液压马达。可以将由主泵14增压的流体经由供应通道26引入马达18中并且经由返回通道24从马达18排出。增压流体引入到被动元件的一侧以及从被动元件的相对侧排出流体可以在被动元件(未示出)两侧形成导致被动元件移动或转动的压差。流体流过马达18的方向和速率可以决定马达18和风扇20的转动方向和速度,而流体的压力不平衡可以决定扭矩输出。
风扇20可以布置在空气对空气或液体对空气热交换器(未示出)附近并且配置成产生被引导通过交换器的沟槽用于与其中的冷却剂或燃烧空气进行热传递的空气流。风扇20可以包括多个叶片,所述叶片连接到马达18并且由马达18以对应于期望的空气流速和/或期望的发动机冷却剂温度的速度驱动。在一个实施方式中,飞轮28可以连接到风扇20和马达18中的一个以与其一起转动。飞轮28可以实施为固定惯性飞轮、可变惯性飞轮或者本领域中公知的具有根据马达18和风扇20的转动而运动的一个或多个转动质量的另一种飞轮。飞轮28的惯性可以选择成在主泵14已经停止驱动马达18之后增加风扇20的自由旋转时间。在大多数情况下,当没有泵的更长(时间)的驱动时,一般的闭合回路风扇可在大约3秒或少于3秒之后停止转动。然而,飞轮28可以具有大到在主泵14已经停止驱动马达18之后足够使风扇20转动至少4秒的惯性。在另一个实施方式中,如果需要,飞轮28的惯性可以结合到风扇20中(即风扇20可以加大尺寸)。
返回和供应通道24,26可以经由多个不同的交叉通道相互连接。在该示例性实施方式中,三个不同的交叉通道将返回和供应通道24和26相互连接,包括补充通道30、放泄通道32和限压通道34。补充通道30可以向返回和/或供应通道24、26提供补充流体以有助于确保液压风扇回路10保持充满流体。放泄通道32可以为返回和/或供应通道24,26内的高压流体提供泄漏路径以使得可以避免由过大压力造成的对液压风扇回路10的元件的破坏。限压通道34可以提供主泵14的排量的先导压力控制。
可以在补充通道30内设置一个或多个补充阀36,例如止回阀,以基于不同通道中的流体压力选择性地将供给泵/加液泵38的输出与返回和/或供应通道24,26连接。即,当返回和/或供应通道24,26内的压力下降到由供给泵38排出的流体的压力之下时,补充阀36可以打开并且允许流体从供给泵38进入相应的通道中。供给泵38可以由发动机12驱动以与主泵14一起转动以及经由储箱通道40从低压贮槽22抽入流体并且经由阀通道42将流体排入补充通道30中。
一个或多个安全阀44和止回阀46可以设置在放泄通道32内。安全阀44可以是弹簧偏压的并且能够响应于返回和/或供应通道24,26的压力移动以选择性地将相应的通道与低压通道48连接,从而释放返回和供应通道24,26内过大的流体压力。可以在返回通道48内设置附加的弹簧偏压的减压阀50,其通过低压通道48内的压力选择性地在通流与阻流(图2中示出)位置之间移动以限制低压通道48内的最大压力。止回阀46可以有助于确保流体从返回和供应通道24,26到低压通道48的单向流动。
解算器(resolver)52可以布置在限压通道34内并且与先导压力限制器54关联。解算器52可以配置成将来自于返回和供应通道24,26中具有更大压力的一者的流体与先导压力限制器54连接。在大多数情况下,解算器52将来自于供应通道26的压力与先导压力限制器54连接(图2中示出)。然而,当主泵14和马达18以反向流动方向操作时或者在马达18超限状态期间,返回通道24内的压力可能超过供应通道26内的压力。在这些条件下,解算器52可以移动以将来自于返回通道24的压力与先导压力限制器54连接。当通过解算器52的流体的压力超出阈值极限时,先导压力限制器54可以从阻流位置朝向通流位置移动。可以设想,如果需要,先导压力限制器54的阈值极限是可调的,使得可以调节液压风扇回路10的响应性或性能。
先导压力限制器54可以与在供给泵38与主泵14的排量致动器58之间延伸的先导通道56流体连通。具体地,先导压力限制器54可以经由通道61连接到先导通道56。当先导压力限制器54朝向上述通流位置移动时,可允许来自于先导通道56的先导流体排到低压贮槽22。先导流体从先导通道56的排出可以降低先导通道56内流体的压力。为了类似目的,先导通道56还可以经由阀通道42、低压通道48和减压阀50与低压贮槽22连通。可以设想到的是,根据需要,先导压力限制器54的打开压力可以与减压阀50的打开压力相同或不同。
通道56内的先导流体可以与排量致动器58选择性地连通以实现主泵14的排量变化。排量致动器58可以实施为连接成使旋转斜盘、溢流阀或者主泵14的另一排量调节机构移动的双作用、弹簧偏压的缸。当将具有足够压力的先导流体引入排量致动器58的一端中时,排量致动器58可以使主泵14的排量调节机构移动对应于流体压力的量。
方向控制阀60可以与排量致动器58关联以控制排量致动器58的哪一端接收增压的先导流体并且相应地通过排量致动器58使主泵14的排量调节机构在哪个方向(即排量增加和排量减小方向中的哪一者)移动。方向控制阀60可以是弹簧偏压的电磁致动控制阀,其能够基于来自控制器68的命令移动。方向控制阀60可以在排量致动器58的第一端接收增压先导流体的第一位置与排量致动器58的第二相对端接收增压先导流体的第二位置之间移动。当排量致动器58的第一端接收增压先导流体时(即当方向控制阀60处于第一位置时),排量致动器58的第二端经由方向控制阀60同时连接到低压贮槽22。类似地,当排量致动器58的第二端接收增压先导流体时(即当方向控制阀60处于第二位置时),排量致动器58的第一端经由方向控制阀60同时连接到低压贮槽22。限制孔62可以与排量致动器58的端部关联和/或与先导通道56关联以有助于减小先导流体进出流的压力波动,从而稳定泵排量变化速度的波动。
压力控制阀64也可以与先导通道56和排量致动器58关联并且配置成通过改变先导通道56的压力来控制排量致动器58的运动。压力控制阀64可能够从第一位置(图2中示出)朝向第二位置移动,在第一位置,所有来自供给泵38的先导流体通过方向控制阀60到达排量致动器58,在第二位置,将部分或所有先导流体在到达排量致动器58之前排到低压贮槽22。压力控制阀64可以能够基于控制器68的命令从第一位置朝向第二位置运动。可以设想到的是,根据需要,可以经由螺线管(图2中示出)直接控制压力控制阀64或者替代性地经由单独的电磁阀(未示出)先导操作。通过选择性地使压力控制阀64在第一与第二位置之间运动,可以控制与排量致动器58连通的先导流体的压力,从而控制主泵14的排量。
换向阀66可以与供应通道26关联并且配置成选择性地将液压风扇回路10从闭路构型改变到开路构型。特别地,换向阀66可以是两位四通电磁致动阀,其能够从第一位置(图2中示出)移动到第二位置,在第一位置,来自主泵14的增压流体经由供应通道26通到马达18,在第二位置,将来自于主泵14的流体引导入低压贮槽22中并且马达18单独地从低压贮槽22抽入流体。换向阀66可以被朝向第一位置弹簧偏压,并且在马达18超限状态期间响应于来自控制器68的命令移动到第二位置。可以设想到的是,如果需要,可以从液压风扇回路10省略换向阀66,尽管该省略可能导致不太有效的回路,如下面将更详细地描述的。
控制器68可以实施为单个或多个微处理器、现场可编程的门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)等等,其包括用于响应于从一个或多个发动机传感器70接收的信号控制液压风扇回路10的操作的装置。许多可商购得到的微处理器可以配置成执行控制器68的功能。应该理解的是,控制器68可以容易地实施为与控制其他发动机和/或机器相关功能的微处理器分开的微处理器,或者该控制器68可以与发动机或机器系统微处理器成为一体并且能够控制许多发动机和/或机器功能和操作模式。如果与总体的发动机或机器系统微处理器分开,则控制器68可以经由数据传输器或其他方法与这些其他微处理器通讯。各种其他公知的线路可以与控制器68关联,包括供电线路、信号调节线路、致动器驱动线路(即线路供电螺线管、马达或压电致动器)以及通讯线路。
控制器68可以与方向控制阀60、压力控制阀64、换向阀66和发动机传感器70连通以在至少两种不同的操作模式期间控制液压风扇回路10的操作。操作模式可以包括正常模式和能量回收模式,在正常模式期间主泵14驱动马达18以冷却发动机12,在能量回收模式期间马达18驱动主泵14以回收被引导回发动机12的能量。这些操作模式将在下面的部分中更详细地描述以进一步阐述所披露的原理。
图3图示了液压风扇系统10的替代性实施方式。在该实施方式中,可以用变(排)量马达300替代上述定(排)量马达18,所述变量马达300具有控制马达300的排量的排量致动器310、控制排量致动器310的运动的排量控制阀320、和控制返回和供应压力通道24,26与排量控制阀320之间的流体连通的解算器330。解算器330是可移动的以使来自于返回和供应压力通道24,26中具有较高压力的一者的流体能够与排量控制阀320连通。排量控制阀320可以基于来自控制器68的命令在第一位置和第二位置之间移动,在第一位置,来自解算器330的所有流体都流到排量致动器310,在第二位置,将来自于解算器330的一些或全部流体在其到达排量致动器310之前排到低压贮槽22。排量控制阀320在第一与第二位置之间的运动可以影响作用在排量致动器310上的流体的压力,并且随后影响排量致动器310的运动。排量致动器310可以是配置成当暴露于具有特定压力的流体时调节马达300的排量的单作用弹簧偏压缸。马达300通过具有可调节的排量可以在超限状态期间提供附加的功能性——这在定量马达的情况下是不可行的,正如下面要更详细描述的。
图3的马达300可以装备有马达换液阀335,其配置成基于返回和供应通道24,26内的流体的压力在三个位置之间移动。在第一位置(图3中示出),可以阻止流体从返回和供应通道24,26流到低压贮槽22。当返回和供应通道24,26其中一个内的压力过大时,马达换液阀335可以抵抗弹簧偏压朝向第二或第三位置移动以释放相应通道内的压力。马达换液阀335可以用于冷却通过马达300的流体。
图3中示出的液压风扇回路10的实施方式还可以包括与低压通道24关联并且仅具有两个交叉通道的第二换向阀66。可以在马达300(或者图2的马达18)超限状态期间使用该第二换向阀66以在泵14以反向流动方向操作时回收能量。补充通道30(参照图2)在图3的实施方式中已经被一对补充通道340代替,补充通道340在放泄通道32内在安全阀44的任一侧上开始和终止(即补充通道34绕过安全阀44)。可以设想的是,如果需要,所述补充通道340也可以用在图2的实施方式中。
工业实用性
所公开的液压风扇回路可以与其中需要发动机冷却和能量回收的任何发动机系统一起使用。所公开的液压风扇回路可以通过过剩发动机动力的动力存储来提供能量回收并在高需求期间选择性地释放。下面将说明液压风扇回路10的操作。
在正常操作模式期间,发动机12可以驱动主泵14旋转并使流体增压。增压流体可以从主泵14排入供应通道26中并且被引入马达18中。当增压流体通过马达18时,流体中的液压动力可以被转化成用于使风扇20和连接的飞轮28转动的机械动力。当风扇20转动时,可以产生便于冷却发动机12的空气流。可以经由返回通道24将离开马达18、压力已经降低的流体引回到主泵14以重复该循环。
在正常操作模式期间可以基于来自发动机传感器70的信号,例如基于发动机速度信号、发动机温度信号和/或另一类似的信号,调节流体排出方向和泵14的排量。控制器68可以接收这些信号并且将相应的发动机速度、发动机温度或其他类似参数参照存储在存储器中的一个或多个查找脉谱图以确定所需的排出方向和主泵14的排量设定以及风扇20的相应的旋转方向和速度。然后控制器68可以产生将要发送到方向控制阀60和压力控制阀64的合适的命令以影响对主泵14的排量的相应的调节。在该点上,换向阀66可以处在图2中示出的位置上,在该位置上由泵14增压的所有流体经由供应通道26流到马达18。
当来自于发动机12的信号表明已经获得足够冷却(即当已经减少了对冷却空气流的需要时)并且可以减慢或者甚至停止风扇20时,控制器68可以实施能量回收操作模式。在能量回收操作模式期间,控制器68可以命令换向阀66移动到其第二位置,从而将主泵14的出口和马达18的入口与低压贮槽22连接。大约同时,控制器68还可以开始减小泵14的行程。在这些条件下,已经动力地存储在飞轮28内的能量可以使飞轮28、风扇20和马达18继续转动,尽管主泵14不再驱动转动。这种转动,称作“自由旋转”,可以使马达18超限运转并且用作泵以从低压贮槽22抽入流体并将该流体增压,长达马达18可以自由旋转之久。然后可以将来自于马达18的增压流体引导穿过返回通道24到达主泵14,其中该流体将作为马达驱动主泵14。通过驱动主泵14,可以将来自于增压流体的液压动力转化成经由机械输出装置16引入到发动机12中的机械动力。然后可以利用该动力驱动机器100的其他系统,例如工具系统120和/或驱动系统130。飞轮28由于其将风扇22的自由旋转时间增加一延长的时间段,所以可以大大增加由马达18提供的动力辅助的量。在一个示例中,该延长的时间段可以多于大约4秒。该动力辅助可以有助于在能量回收操作模式期间降低发动机12的燃料消耗或补充发动机动力用于增加性能。
在通过主泵14之后,流体可以经由换向阀66排入低压贮槽26中。通过排到低压贮槽26而不是返回到马达18,可以在主泵14两侧获得更大的压降。该更大的压降可以增加由主泵14转化成被发动机12吸收的机械扭矩的液压动力的量。然而如上所述,如果需要,飞轮28的动力存储和排出在没有使用换向阀66的情况下也是可行的,尽管排出效率可能降低。可以以类似方式使用与返回通道24关联的第二换向阀66以当泵14在反向流动方向上转动时增加排出效率。
所公开的液压风扇回路可以相对廉价。特别地,因为液压风扇回路很大程度上使用了现有的元件来回收否则被浪费的能量,因此可以保持低的回路成本。
对于本领域技术人员而言显见的是可以对所公开的液压风扇回路做出许多修改和变型。在考虑了本说明书和实施所公开的液压风扇回路之后其他实施方式对于本领域技术人员来说将会是显而易见的。本说明书和示例旨在认为仅是示例性的,真实的范围由如下的权利要求以及它们的等同方案表示。

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1、10申请公布号CN103228932A43申请公布日20130731CN103228932ACN103228932A21申请号201180056114222申请日2011111412/953,01120101123USF15B13/044200601E02F9/22200601F15B21/0820060171申请人卡特彼勒公司地址美国伊利诺伊州72发明人BE尼尔松JT彼得森JL库恩74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人牛晓玲吴鹏54发明名称具有能量回收的液压风扇回路57摘要公开了一种液压风扇回路(10)。该液压风扇回路可以具有主泵(14)、马达(18)、连接到所述马达并且由该马。

2、达驱动的风扇(20)、以及连接到所述马达和风扇中的一个并且由其驱动的飞轮(28)。所述液压风扇回路还可以具有从所述主泵延伸到所述马达的供应通道(26)、从所述马达延伸到所述主泵的返回通道(24)、以及配置成选择性地将所述供应通道连接到低压贮槽(22)的换向阀(66)。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2013052286PCT申请的申请数据PCT/US2011/0605552011111487PCT申请的公布数据WO2012/071204EN2012053151INTCL权利要求书2页说明书7页附图3页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书7页附图3页10。

3、申请公布号CN103228932ACN103228932A1/2页21一种液压风扇回路(10),包括主泵(14);马达(18);连接到所述马达并且由所述马达驱动的风扇(20);连接到所述马达和风扇中的一者并且由其驱动的飞轮(28);从所述主泵延伸到所述马达的供应通道(26);从所述马达延伸到所述主泵的返回通道(24);以及配置成选择性地将所述供应通道连接到低压贮槽(22)的换向阀(66)。2根据权利要求1所述的液压风扇回路,还包括与所述主泵关联的排量致动器(58);配置成生成先导流体流的供给泵(38);排量控制阀(60),其配置成控制流向所述排量致动器的所述先导流体流以影响所述排量致动器的移动。

4、方向;以及压力控制阀(64),其配置成控制先导流体的压力以影响所述排量致动器的移动量。3根据权利要求2所述的液压风扇回路,其中,所述排量控制阀和压力控制阀是电磁控制阀,所述液压风扇回路还包括与所述换向阀、排量控制阀和压力控制阀通信的控制器,所述控制器配置成当所述主泵驱动所述马达时控制所述排量控制阀和压力控制阀以基于感测到的发动机参数调节主泵的排量;以及当所述马达驱动所述主泵时控制所述排量控制阀和压力控制阀以基于操作模式调节主泵的排量。4根据权利要求3所述的液压风扇回路,还包括与所述排量控制阀流体连通的先导安全阀(54)。5根据权利要求4所述的液压风扇回路,还包括压力解算器(52),其配置成将供。

5、应通道和返回通道中具有较高压力的一者与所述先导安全阀流体连通。6根据权利要求4所述的液压风扇回路,还包括与所述排量控制阀流体连通的降压阀(64)。7根据权利要求3所述的液压风扇回路,还包括设置在供应通道与返回通道之间的至少一个补充阀(36);以及设置在供应通道与返回通道之间的至少一个减压阀(44)。8根据权利要求7所述的液压风扇回路,还包括与所述至少一个减压阀和所述排量控制阀流体连通的限压阀(50)。9一种从液压风扇回路(10)回收能量的方法,包括产生机械输出以使流体增压;引导所述增压流体以产生空气流;动力地存储来自所述增压流体的过剩的能量;以及在对所述空气流的需求减少时选择性地释放所存储的能。

6、量以驱动所述机械输出。10根据权利要求9所述的方法,还包括当过剩的能量被存储时基于感测到的发动机参数调节泵排量;以及权利要求书CN103228932A2/2页3当存储的能量被释放时基于操作模式调节泵排量。权利要求书CN103228932A1/7页4具有能量回收的液压风扇回路技术领域0001本发明总体涉及一种液压风扇回路,更特别地涉及具有能量回收的液压风扇回路。背景技术0002由发动机驱动的机器,比如推土机、装载机、挖掘机、平路机以及其他类型的重型设备,一般包括冷却系统,该冷却系统将相关联的发动机以及其他机器元件冷却到延长机器寿命的阈值以下。该冷却系统由一个或多个空气对空气或液体对空气热交换器组。

7、成,所述热交换器将循环过发动机的冷却剂或被引导到发动机中的燃烧空气变冷。来自于冷却剂或燃烧空气的热量从风扇通到空气,所述风扇基于发动机和/或相关的液压系统的温度是速度受控的。0003冷却系统风扇一般是通过液压提供动力的。即由发动机驱动的泵抽入低压流体并且将该流体以升高的压力排到连接到风扇的马达。当发动机的温度高于所需的温度时,所述泵和马达一起工作来增加风扇的速度。当发动机的温度低时,泵和马达一起工作以降低风扇的速度,在一些情况下,甚至完全使风扇停止。在一些条件下,甚至可以使风扇反转使得通过热交换器的空气流也反向以有助于驱逐出聚集在热交换器中的垃圾。0004尽管在冷却发动机方面是有效的,但是已经。

8、发现驱动上述冷却风扇的液压回路有时可能具有没被使用或者甚至被浪费的过剩的容量。随着对环境越来越关注,尤其是对机器燃料消耗的关注,充分使用所有的资源越来越重要。0005在2010年2月9日授权给SMITH等人的美国专利NO7,658,065(“065专利”)中描述了一种改进液压回路效率的尝试。具体地,065专利描述了一种液压回路,其具有液压致动器、配置成从贮槽抽取低压流体并且将增压的流体排到所述致动器的主泵、以及配置成接收从所述致动器返回到贮槽的废物流体的贮槽内能量回收装置。该能量回收装置由返回的废物流体驱动以将低压装载流体供应到所述主泵,从而减少由所述主泵执行的工作。飞轮连接到所述能量回收装置。

9、以动力地存储从返回的废物流体获得的能量并且选择性地将存储的能量供应回能量回收装置。0006尽管065专利的能量回收装置可以改进相关的液压系统的效率,但是其可以增加系统的成本并且具有有限的实用性。即,该能量回收装置是仅执行能量回收功能的附加元件。象该能量回收装置一样的专用装置增加了系统的成本。此外,该能量回收装置是仅针对开路系统示出并描述的。0007所公开的液压风扇回路旨在克服上面所述的一个或多个问题和/或现有技术的其他问题。发明内容0008在一个方面中,本发明涉及一种液压风扇回路。该液压风扇回路可以包括主泵、马达、连接到所述马达并且由该马达驱动的风扇、以及连接到所述马达和所述风扇的其中一说明书。

10、CN103228932A2/7页5个并且由其驱动的飞轮。该液压风扇回路还可以包括从所述主泵延伸到所述马达的供应通道、从所述马达延伸到所述主泵的返回通道、以及配置成选择性地将所述供应通道连接到低压贮槽的换向阀。0009在另一个方面中,本发明涉及另一种液压风扇回路。该液压风扇回路可以包括主泵、以闭路构型连接到所述主泵并且由该主泵驱动的马达、以及连接到所述马达并且由该马达驱动的风扇。所述液压风扇回路还可以包括换向阀,该换向阀可移动以在所述马达驱动所述主泵时选择性地将所述马达和主泵的连接构型从闭路变化到开路。0010在又一个方面中,本发明涉及一种从液压风扇回路回收能量的方法。该方法可以包括产生机械输出。

11、以对流体增压,以及引导增压流体以产生空气流。该方法还可以包括动力地存储来自于增压流体的过剩的能量,以及在对空气流的需求减小时选择性地释放所存储的能量以驱动所述机械输出。附图说明0011图1是示例性公开的挖掘机的插图;0012图2是可以与图1的挖掘机一起使用的示例性公开的液压风扇回路的示意图;以及0013图3是可以与图1的挖掘机一起使用的另一示例性公开的液压风扇回路的示意图。具体实施方式0014图1示出了在工地110实施特殊功能的示例性机器100。机器100可实施为固定的或者移动的机器,具有与诸如采矿、建筑、耕种、运输、发电、石油和天然气之类的工业或者本领域中公知的任何其他工业相关的特殊功能。例。

12、如,机器100可以是土方机械,比如图1中绘出的挖掘机,其中该特殊功能包括从工地110移除泥土材料,将工地110的几何形状变成期望的形式。机器100可以替代性地实施为不同的土方机械(比如平地机或者轮式装载机)或者非土方机械(比如客车、固定式发电机组或者泵送机构)。机器100可以实施为任何合适的操作执行机器。0015机器100可以装备有便于机器100在工地110操作的多个系统,例如工具系统120、驱动系统130、以及向工具系统120和驱动系统130提供动力的发动机系统140。在大多数任务执行期间,可以将来自于发动机系统140的动力在工具系统120与驱动系统130之间不均地/不成比例地分割。即,机器。

13、100一般可以在挖掘地点之间行进并且主要向驱动系统130提供动力,或者驻停在挖掘地点并且通过主要向工具系统120提供动力来主动地移动材料。机器100一般不会以高速行进并同时用工具系统120主动地移动大负荷的材料。因此,可以将发动机系统140的尺寸确定成提供足够的动力以满足工具系统120或驱动系统130的最大需求,但不能同时满足。尽管对于大多数情形已经足够,但是存在机器系统的总的动力需求(例如来自于工具系统120和/或驱动系统130)超出发动机系统140的动力供应能力的情况。发动机系统140可以配置成回收在这些情况中存储的能量以暂时增加其供应能力。如果需要,该额外的供应能力通过允许选择性地减少发。

14、动机系统140产生的动力还可以或者替代性地用于减少发动机系统140的燃料消耗。说明书CN103228932A3/7页60016如图2中所示,发动机系统140可以包括装备有液压风扇回路10的热力发动机/热机12。热力发动机12可以实施为内燃机,例如柴油、汽油或者气态燃料提供动力的发动机。液压风扇回路10可以包括由发动机12提供动力的一系列元件来冷却发动机12。具体地,液压风扇回路10可以包括直接连接到发动机12的机械输出件16的主泵14、以闭路配置流体连接到主泵14的马达18、以及连接到马达18的风扇20。发动机12可以经由机械输出件16驱动主泵14以抽入低压流体并以升高的压力排出该流体。马达1。

15、8可以接收增压流体并将增压流体转化成驱动风扇20以产生空气流的机械动力。空气流可以用于通过热交换器(未示出)直接或间接地冷却发动机12。0017主泵14可以是由发动机12驱动以使流体增压的偏心泵、变量泵或变量输送泵。例如,主泵14可以实施为转动或活塞驱动泵,其具有经由机械输出件16连接到发动机12的曲轴(未示出)使得发动机12的输出转动导致主泵14的相应的泵送运动。主泵14的泵送运动可以起到经由返回通道24从马达18抽入低压流体并且以升高的压力将所述流体经由供应通道26排出到马达18的功能。主泵14可以专用于经由供应通道26仅向马达18供应增压流体或者替代性地,如果需要还可以向与发动机12或机。

16、器100关联的其他液压回路(未示出)供应增压流体。类似地,主泵14可以专用于经由返回通道24仅从马达18抽取低压流体或者替代性地,如果需要还可以从与发动机12或机器100关联的其他液压回路(未示出)抽入低压流体。应该指出的是,在一些情况下,主泵14和马达18可以以反向流动方向操作,在这些情况下,可以使返回和供应通道24,26内的流体压力反向。0018马达18可以包括能够通过作用在被动元件(未示出)(例如叶轮或活塞)上的压力的不平衡实现运动的定量转动式或活塞式液压马达。可以将由主泵14增压的流体经由供应通道26引入马达18中并且经由返回通道24从马达18排出。增压流体引入到被动元件的一侧以及从被。

17、动元件的相对侧排出流体可以在被动元件(未示出)两侧形成导致被动元件移动或转动的压差。流体流过马达18的方向和速率可以决定马达18和风扇20的转动方向和速度,而流体的压力不平衡可以决定扭矩输出。0019风扇20可以布置在空气对空气或液体对空气热交换器(未示出)附近并且配置成产生被引导通过交换器的沟槽用于与其中的冷却剂或燃烧空气进行热传递的空气流。风扇20可以包括多个叶片,所述叶片连接到马达18并且由马达18以对应于期望的空气流速和/或期望的发动机冷却剂温度的速度驱动。在一个实施方式中,飞轮28可以连接到风扇20和马达18中的一个以与其一起转动。飞轮28可以实施为固定惯性飞轮、可变惯性飞轮或者本领。

18、域中公知的具有根据马达18和风扇20的转动而运动的一个或多个转动质量的另一种飞轮。飞轮28的惯性可以选择成在主泵14已经停止驱动马达18之后增加风扇20的自由旋转时间。在大多数情况下,当没有泵的更长(时间)的驱动时,一般的闭合回路风扇可在大约3秒或少于3秒之后停止转动。然而,飞轮28可以具有大到在主泵14已经停止驱动马达18之后足够使风扇20转动至少4秒的惯性。在另一个实施方式中,如果需要,飞轮28的惯性可以结合到风扇20中(即风扇20可以加大尺寸)。0020返回和供应通道24,26可以经由多个不同的交叉通道相互连接。在该示例性实施方式中,三个不同的交叉通道将返回和供应通道24和26相互连接,。

19、包括补充通道30、放泄通道32和限压通道34。补充通道30可以向返回和/或供应通道24、26提供补充流体以有助于确保液压风扇回路10保持充满流体。放泄通道32可以为返回和/或供应通道24,26说明书CN103228932A4/7页7内的高压流体提供泄漏路径以使得可以避免由过大压力造成的对液压风扇回路10的元件的破坏。限压通道34可以提供主泵14的排量的先导压力控制。0021可以在补充通道30内设置一个或多个补充阀36,例如止回阀,以基于不同通道中的流体压力选择性地将供给泵/加液泵38的输出与返回和/或供应通道24,26连接。即,当返回和/或供应通道24,26内的压力下降到由供给泵38排出的流体。

20、的压力之下时,补充阀36可以打开并且允许流体从供给泵38进入相应的通道中。供给泵38可以由发动机12驱动以与主泵14一起转动以及经由储箱通道40从低压贮槽22抽入流体并且经由阀通道42将流体排入补充通道30中。0022一个或多个安全阀44和止回阀46可以设置在放泄通道32内。安全阀44可以是弹簧偏压的并且能够响应于返回和/或供应通道24,26的压力移动以选择性地将相应的通道与低压通道48连接,从而释放返回和供应通道24,26内过大的流体压力。可以在返回通道48内设置附加的弹簧偏压的减压阀50,其通过低压通道48内的压力选择性地在通流与阻流(图2中示出)位置之间移动以限制低压通道48内的最大压力。

21、。止回阀46可以有助于确保流体从返回和供应通道24,26到低压通道48的单向流动。0023解算器(RESOLVER)52可以布置在限压通道34内并且与先导压力限制器54关联。解算器52可以配置成将来自于返回和供应通道24,26中具有更大压力的一者的流体与先导压力限制器54连接。在大多数情况下,解算器52将来自于供应通道26的压力与先导压力限制器54连接(图2中示出)。然而,当主泵14和马达18以反向流动方向操作时或者在马达18超限状态期间,返回通道24内的压力可能超过供应通道26内的压力。在这些条件下,解算器52可以移动以将来自于返回通道24的压力与先导压力限制器54连接。当通过解算器52的流。

22、体的压力超出阈值极限时,先导压力限制器54可以从阻流位置朝向通流位置移动。可以设想,如果需要,先导压力限制器54的阈值极限是可调的,使得可以调节液压风扇回路10的响应性或性能。0024先导压力限制器54可以与在供给泵38与主泵14的排量致动器58之间延伸的先导通道56流体连通。具体地,先导压力限制器54可以经由通道61连接到先导通道56。当先导压力限制器54朝向上述通流位置移动时,可允许来自于先导通道56的先导流体排到低压贮槽22。先导流体从先导通道56的排出可以降低先导通道56内流体的压力。为了类似目的,先导通道56还可以经由阀通道42、低压通道48和减压阀50与低压贮槽22连通。可以设想到。

23、的是,根据需要,先导压力限制器54的打开压力可以与减压阀50的打开压力相同或不同。0025通道56内的先导流体可以与排量致动器58选择性地连通以实现主泵14的排量变化。排量致动器58可以实施为连接成使旋转斜盘、溢流阀或者主泵14的另一排量调节机构移动的双作用、弹簧偏压的缸。当将具有足够压力的先导流体引入排量致动器58的一端中时,排量致动器58可以使主泵14的排量调节机构移动对应于流体压力的量。0026方向控制阀60可以与排量致动器58关联以控制排量致动器58的哪一端接收增压的先导流体并且相应地通过排量致动器58使主泵14的排量调节机构在哪个方向(即排量增加和排量减小方向中的哪一者)移动。方向控。

24、制阀60可以是弹簧偏压的电磁致动控制阀,其能够基于来自控制器68的命令移动。方向控制阀60可以在排量致动器58的第一端接收增压先导流体的第一位置与排量致动器58的第二相对端接收增压先导流体的第二位说明书CN103228932A5/7页8置之间移动。当排量致动器58的第一端接收增压先导流体时(即当方向控制阀60处于第一位置时),排量致动器58的第二端经由方向控制阀60同时连接到低压贮槽22。类似地,当排量致动器58的第二端接收增压先导流体时(即当方向控制阀60处于第二位置时),排量致动器58的第一端经由方向控制阀60同时连接到低压贮槽22。限制孔62可以与排量致动器58的端部关联和/或与先导通道。

25、56关联以有助于减小先导流体进出流的压力波动,从而稳定泵排量变化速度的波动。0027压力控制阀64也可以与先导通道56和排量致动器58关联并且配置成通过改变先导通道56的压力来控制排量致动器58的运动。压力控制阀64可能够从第一位置(图2中示出)朝向第二位置移动,在第一位置,所有来自供给泵38的先导流体通过方向控制阀60到达排量致动器58,在第二位置,将部分或所有先导流体在到达排量致动器58之前排到低压贮槽22。压力控制阀64可以能够基于控制器68的命令从第一位置朝向第二位置运动。可以设想到的是,根据需要,可以经由螺线管(图2中示出)直接控制压力控制阀64或者替代性地经由单独的电磁阀(未示出)。

26、先导操作。通过选择性地使压力控制阀64在第一与第二位置之间运动,可以控制与排量致动器58连通的先导流体的压力,从而控制主泵14的排量。0028换向阀66可以与供应通道26关联并且配置成选择性地将液压风扇回路10从闭路构型改变到开路构型。特别地,换向阀66可以是两位四通电磁致动阀,其能够从第一位置(图2中示出)移动到第二位置,在第一位置,来自主泵14的增压流体经由供应通道26通到马达18,在第二位置,将来自于主泵14的流体引导入低压贮槽22中并且马达18单独地从低压贮槽22抽入流体。换向阀66可以被朝向第一位置弹簧偏压,并且在马达18超限状态期间响应于来自控制器68的命令移动到第二位置。可以设想。

27、到的是,如果需要,可以从液压风扇回路10省略换向阀66,尽管该省略可能导致不太有效的回路,如下面将更详细地描述的。0029控制器68可以实施为单个或多个微处理器、现场可编程的门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)等等,其包括用于响应于从一个或多个发动机传感器70接收的信号控制液压风扇回路10的操作的装置。许多可商购得到的微处理器可以配置成执行控制器68的功能。应该理解的是,控制器68可以容易地实施为与控制其他发动机和/或机器相关功能的微处理器分开的微处理器,或者该控制器68可以与发动机或机器系统微处理器成为一体并且能够控制许多发动机和/或机器功能和操作模式。如果与总体的发动机或机器系统微。

28、处理器分开,则控制器68可以经由数据传输器或其他方法与这些其他微处理器通讯。各种其他公知的线路可以与控制器68关联,包括供电线路、信号调节线路、致动器驱动线路(即线路供电螺线管、马达或压电致动器)以及通讯线路。0030控制器68可以与方向控制阀60、压力控制阀64、换向阀66和发动机传感器70连通以在至少两种不同的操作模式期间控制液压风扇回路10的操作。操作模式可以包括正常模式和能量回收模式,在正常模式期间主泵14驱动马达18以冷却发动机12,在能量回收模式期间马达18驱动主泵14以回收被引导回发动机12的能量。这些操作模式将在下面的部分中更详细地描述以进一步阐述所披露的原理。0031图3图示。

29、了液压风扇系统10的替代性实施方式。在该实施方式中,可以用变(排)量马达300替代上述定(排)量马达18,所述变量马达300具有控制马达300的排量的排量说明书CN103228932A6/7页9致动器310、控制排量致动器310的运动的排量控制阀320、和控制返回和供应压力通道24,26与排量控制阀320之间的流体连通的解算器330。解算器330是可移动的以使来自于返回和供应压力通道24,26中具有较高压力的一者的流体能够与排量控制阀320连通。排量控制阀320可以基于来自控制器68的命令在第一位置和第二位置之间移动,在第一位置,来自解算器330的所有流体都流到排量致动器310,在第二位置,将。

30、来自于解算器330的一些或全部流体在其到达排量致动器310之前排到低压贮槽22。排量控制阀320在第一与第二位置之间的运动可以影响作用在排量致动器310上的流体的压力,并且随后影响排量致动器310的运动。排量致动器310可以是配置成当暴露于具有特定压力的流体时调节马达300的排量的单作用弹簧偏压缸。马达300通过具有可调节的排量可以在超限状态期间提供附加的功能性这在定量马达的情况下是不可行的,正如下面要更详细描述的。0032图3的马达300可以装备有马达换液阀335,其配置成基于返回和供应通道24,26内的流体的压力在三个位置之间移动。在第一位置(图3中示出),可以阻止流体从返回和供应通道24。

31、,26流到低压贮槽22。当返回和供应通道24,26其中一个内的压力过大时,马达换液阀335可以抵抗弹簧偏压朝向第二或第三位置移动以释放相应通道内的压力。马达换液阀335可以用于冷却通过马达300的流体。0033图3中示出的液压风扇回路10的实施方式还可以包括与低压通道24关联并且仅具有两个交叉通道的第二换向阀66。可以在马达300(或者图2的马达18)超限状态期间使用该第二换向阀66以在泵14以反向流动方向操作时回收能量。补充通道30(参照图2)在图3的实施方式中已经被一对补充通道340代替,补充通道340在放泄通道32内在安全阀44的任一侧上开始和终止(即补充通道34绕过安全阀44)。可以设。

32、想的是,如果需要,所述补充通道340也可以用在图2的实施方式中。0034工业实用性0035所公开的液压风扇回路可以与其中需要发动机冷却和能量回收的任何发动机系统一起使用。所公开的液压风扇回路可以通过过剩发动机动力的动力存储来提供能量回收并在高需求期间选择性地释放。下面将说明液压风扇回路10的操作。0036在正常操作模式期间,发动机12可以驱动主泵14旋转并使流体增压。增压流体可以从主泵14排入供应通道26中并且被引入马达18中。当增压流体通过马达18时,流体中的液压动力可以被转化成用于使风扇20和连接的飞轮28转动的机械动力。当风扇20转动时,可以产生便于冷却发动机12的空气流。可以经由返回通。

33、道24将离开马达18、压力已经降低的流体引回到主泵14以重复该循环。0037在正常操作模式期间可以基于来自发动机传感器70的信号,例如基于发动机速度信号、发动机温度信号和/或另一类似的信号,调节流体排出方向和泵14的排量。控制器68可以接收这些信号并且将相应的发动机速度、发动机温度或其他类似参数参照存储在存储器中的一个或多个查找脉谱图以确定所需的排出方向和主泵14的排量设定以及风扇20的相应的旋转方向和速度。然后控制器68可以产生将要发送到方向控制阀60和压力控制阀64的合适的命令以影响对主泵14的排量的相应的调节。在该点上,换向阀66可以处在图2中示出的位置上,在该位置上由泵14增压的所有流。

34、体经由供应通道26流到马达18。0038当来自于发动机12的信号表明已经获得足够冷却(即当已经减少了对冷却空气流的需要时)并且可以减慢或者甚至停止风扇20时,控制器68可以实施能量回收操作模说明书CN103228932A7/7页10式。在能量回收操作模式期间,控制器68可以命令换向阀66移动到其第二位置,从而将主泵14的出口和马达18的入口与低压贮槽22连接。大约同时,控制器68还可以开始减小泵14的行程。在这些条件下,已经动力地存储在飞轮28内的能量可以使飞轮28、风扇20和马达18继续转动,尽管主泵14不再驱动转动。这种转动,称作“自由旋转”,可以使马达18超限运转并且用作泵以从低压贮槽2。

35、2抽入流体并将该流体增压,长达马达18可以自由旋转之久。然后可以将来自于马达18的增压流体引导穿过返回通道24到达主泵14,其中该流体将作为马达驱动主泵14。通过驱动主泵14,可以将来自于增压流体的液压动力转化成经由机械输出装置16引入到发动机12中的机械动力。然后可以利用该动力驱动机器100的其他系统,例如工具系统120和/或驱动系统130。飞轮28由于其将风扇22的自由旋转时间增加一延长的时间段,所以可以大大增加由马达18提供的动力辅助的量。在一个示例中,该延长的时间段可以多于大约4秒。该动力辅助可以有助于在能量回收操作模式期间降低发动机12的燃料消耗或补充发动机动力用于增加性能。0039。

36、在通过主泵14之后,流体可以经由换向阀66排入低压贮槽26中。通过排到低压贮槽26而不是返回到马达18,可以在主泵14两侧获得更大的压降。该更大的压降可以增加由主泵14转化成被发动机12吸收的机械扭矩的液压动力的量。然而如上所述,如果需要,飞轮28的动力存储和排出在没有使用换向阀66的情况下也是可行的,尽管排出效率可能降低。可以以类似方式使用与返回通道24关联的第二换向阀66以当泵14在反向流动方向上转动时增加排出效率。0040所公开的液压风扇回路可以相对廉价。特别地,因为液压风扇回路很大程度上使用了现有的元件来回收否则被浪费的能量,因此可以保持低的回路成本。0041对于本领域技术人员而言显见的是可以对所公开的液压风扇回路做出许多修改和变型。在考虑了本说明书和实施所公开的液压风扇回路之后其他实施方式对于本领域技术人员来说将会是显而易见的。本说明书和示例旨在认为仅是示例性的,真实的范围由如下的权利要求以及它们的等同方案表示。说明书CN103228932A101/3页11图1说明书附图CN103228932A112/3页12图2说明书附图CN103228932A123/3页13图3说明书附图CN103228932A13。

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